(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の像を取得する装置であって、
少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得するデバイス、
少なくとも前記空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出すると共に前記空の画像領域及び前記路面の画像領域について算出された前記差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定するデバイス、及び、
前記順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて前記物体の像を取得する条件を変更するデバイス
を含む、物体の像を取得する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体の像を取得する装置において、
前記空及び路面からの偏光の画像における前記空の画像領域及び前記路面の画像領域を指定するデバイスをさらに含む、物体の像を取得する装置。
【請求項３】
物体の像を取得する方法であって、
少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得すること、
少なくとも前記空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出すること、
前記空の画像領域及び前記路面の画像領域について算出された前記差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定すること、及び、
前記順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて前記物体の像を取得する条件を変更すること
を含む、物体の像を取得する方法。
【請求項４】
請求項３に記載の物体の像を取得する方法において、
前記空及び路面からの偏光の画像における前記空の画像領域及び前記路面の画像領域を指定することをさらに含む、物体の像を取得する方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一つの態様は、物体の像を取得する装置、物体の像を取得する方法、プログラム、及び記録媒体の少なくとも一つに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体の像を取得する装置、物体の像を取得する方法、プログラム、及び記録媒体
の少なくとも一つに関する様々な技術が開示されている。
【０００３】
例えば、特開２００２−３１０８９６号公報（特許文献１）には、路面を俯瞰するように取り付けられた撮像手段で撮像された画像情報に基づいて該路面の状態を判別する路面状態判別装置であって、該撮像手段で撮像された画像情報に基づいて該路面の領域を複数の判定領域に分割する画像処理手段と、該画像情報から路面の状態を表す特徴量を該判定領域毎に算出する特徴量算出手段と、該路面状態の判別基準となるサンプルデータを予め該判定領域毎に記憶したデータベースと、該特徴量算出手段で算出された特徴量と該データベースに記憶されたサンプルデータとを比較して該路面の状態を該判定領域毎に判別する路面状態判別手段とをそなえていることを特徴とする、路面状態判別装置、及び、路面を俯瞰するように取り付けられた撮像手段で撮像された画像情報に基づいて該路面の状態を判別する路面状態判別方法であって、該路面状態を判別する基準となるサンプルデータを予め記憶しておき、該撮像手段で撮像された路面を複数の判定領域に分割するとともに各判定領域毎に該路面の状態を表す特徴量を算出し、該算出された特徴量と該記憶されたサンプルデータとを該判定領域毎に比較して該路面の状態を判別することを特徴とする、路面状態判別方法が、開示されている。
【０００４】
しかしながら、従来の技術においては、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することは、困難なことであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第一の目的は、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する装置を提供することである。
【０００６】
本発明の第二の目的は、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法を提供することである。
【０００７】
本発明の第三の目的は、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラムを提供することである。
【０００８】
本発明の第四の目的は、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様は、物体の像を取得する装置であって、少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得するデバイス、少なくとも前記空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出すると共に前記空の画像領域及び前記路面の画像領域について算出された前記差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定するデバイス、及び、前記順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて前記物体の像を取得する条件を変更するデバイスを含む、物体の像を取得する装置である。
【００１０】
本発明の第二の態様は、物体の像を取得する方法であって、少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得すること、少なくとも前記空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出すること、前記空の画像領域及び前記路面の画像領域について算出された前記差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定すること、及び、前記順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて前記物体の像を取得する条件を変更することを含む、物体の像を取得する方法である。
【００１１】
本発明の第三の態様は、本発明の第二の態様である物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラムである。
【００１２】
本発明の第四の態様は、本発明の第三の態様であるプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第一の態様によれば、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する装置を提供することが可能になる。
【００１４】
本発明の第二の態様によれば、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法を提供することが可能になる。
【００１５】
本発明の第三の態様によれば、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラムを提供することが可能になる。
【００１６】
本発明の第四の態様によれば、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の第一の実施形態に係る物体の像を取得する装置の例を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第一の実施形態に係る物体の像を取得する装置の例における少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得するデバイスの例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第二の実施形態に係る物体の像を取得する方法の例及び本発明の第三の実施形態に係るプログラムの例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第二の実施形態に係る物体の像を取得する方法の例及び本発明の第三の実施形態に係るプログラムの例における空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域を指定することの例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第四の実施形態に係る記録媒体の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第一の実施形態に係る物体の像を取得する装置の例を示す図である。図２は、本発明の第一の実施形態に係る物体の像を取得する装置の例における少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得するデバイスの例を示す図である。
【００２０】
図１に示す本発明の第一の実施形態に係る物体の像を取得する装置の例は、物体の像を取得する装置（像取得装置）１００であって、少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得するデバイス（偏光画像取得デバイス）１０１、少なくとも空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出すると共に空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定するデバイス（条件判定デバイス）１０２、及び、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体の像を取得する条件を変更するデバイス（条件変更デバイス）１０３を含む、物体の像を取得する装置１００である。
【００２１】
像取得装置１００は、物体の像を取得する装置である。像取得装置１００としては、例えば、車載カメラのようなカメラが挙げられる。車載カメラは、例えば、車の進行方向における景色の像を取得するカメラであることがある。車載カメラによって取得される景色の像は、空の画像領域及び路面の画像領域を含むことがある。
【００２２】
偏光画像取得デバイス１０１は、少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得するデ
バイスである。偏光画像取得デバイス１０１としては、例えば、図２に示すような偏光画像取得デバイス２００が挙げられる。
【００２３】
図２に示す偏光画像取得デバイス２００は、シャッター２０１、偏光フィルター２０２、可変絞り２０３、光学系２０４、及び撮像素子２０５を含む。シャッター２０１、偏光フィルター２０２、及び可変絞り２０３の中心軸は、光学系２０４の光軸と完全に又は実質的に一致するものである。
【００２４】
シャッター２０１は、偏光画像取得デバイス２００によって取得される（偏光の）画像に対する撮像素子２０５の受光面の露出の時間を制御する。光画像取得デバイス２０１によって取得される（偏光の）画像に対する撮像素子２０５の受光面の露出の時間は、シャッターの開閉のスピードを制御することによって、調整される。
【００２５】
偏光フィルター２０２は、物体から偏光画像取得デバイス２００に入射する光から偏光の画像を形成する。偏光は、例えば、互いに直交する電場の振動面を有する直線偏光（第一の直線偏光及び第二の直線偏光）であることがある。ここで、偏光フィルター２０２は、回転可能なものである。光学系２０４の光軸のまわりに偏光フィルター２００を回転させることによって、物体から光学系２０４に入射する光の偏光を調整することが可能になる。例えば、偏光フィルター２００が、光学系２０４の光軸のまわりにある特定の角度で配置されたとき、第一の電場の振動面を有する第一の直線偏光が偏光フィルター２００を通過すると共に第一の電場の振動面と直交する第二の電場の振動面を有する第二の直線偏光が偏光フィルター２００によって遮断される。このとき、光学系２０４の光軸のまわりにある特定の角度に対して±９０°だけ偏光フィルター２０２を回転させると、第一の直線偏光は、偏光フィルター２００によって遮断されると共に、第二の直線偏光は、偏光フィルター２００を通過する。このように、偏光フィルター２００を光学系２０４の光軸のまわりに回転させることによって、光学系２０４に入射する光の偏光を制御することが可能になる。偏光フィルター２００は、好ましくは、光学系２０４の光軸に対して直交する方向に移動可能なものである。この場合には、光学系２０４の光路に偏光フィルター２００を挿入することによって物体から入射する光から偏光の画像を形成する一方で、光学系２０４の光路から偏光フィルター２００を取り除くことによって物体からの無偏光の画像を取得することが可能になる。偏光フィルター２００の回転及び移動は、アクチュエーターによって制御される。
【００２６】
可変絞り２０３は、撮像素子２０５の受光面における偏光画像取得デバイス２００によって取得される画像の光量を制御する。撮像素子２０５の受光面における偏光画像取得デバイス２００によって取得される画像の光量は、可変絞り２０３の開口の大きさを制御することによって調整される。
【００２７】
光学系２０４は、物体から偏光画像取得デバイス２００に入射する光を撮像素子２０５に結像させる。光学系２０４は、レンズ及びミラーの少なくとも一つを含む。
【００２８】
撮像素子２０５は、光学系２０４によって形成された光学的な画像を電気信号に変換する。撮像素子２０５としては、例えば、光学的な画像を電気信号（アナログ信号）に変換する電荷結合素子（ＣＣＤ）センサー及びアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を含むデバイスが挙げられる。
【００２９】
図２において点線で示されたような物体から偏光画像取得デバイス２００に入射する光は、シャッター２０１を開いたとき、偏光フィルター２０２によって偏光に変換される。偏光フィルター２０２を通過した偏光は、可変絞り２０３の開口を通過する。これにより、偏光フィルター２０２を通過した且つ光学系２０４に入射する偏光の光量が調整される。光学系２０４に入射した偏光は、光学系２０４によって撮像素子２０５の受光面に結像させられる。撮像素子２０５の受光面には偏光の画像が光学的に形成される。撮像素子２０５の受光面に光学的に形成された偏光の画像は、撮像素子２０５によって電気的に処理される。このように、偏光画像取得デバイス２００によって、少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得することが可能になる。
【００３０】
言い換えれば、図１において点線の矢印で示されたような少なくとも空及び路面から偏光画像取得デバイス１０１に入射する光は、偏光画像取得デバイス１０１によって偏光の画像に変換されると共に、偏光の画像は、電気的に処理される。
【００３１】
条件判定デバイス１０２は、少なくとも空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出すると共に空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定するデバイスである。条件判定デバイス１０２は、単一のユニットであることもあるが、複数のユニットで構成されることもある。例えば、条件判定デバイス１０２は、少なくとも空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出するユニット及び空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定するユニットで構成されたデバイスであることがある。条件判定デバイス１０２としては、例えば、少なくとも空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出すると共に空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定するプログラムが記憶されたメモリ及びそのようなプログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含むデバイスが挙げられる。
【００３２】
差分偏光度は、互いに直交する電場の振動面を有する第一の直線偏光及び第二の直線偏光について、
差分偏光度＝｜第一の直線偏光の強度−第二の直線偏光の強度｜／｜第一の直線偏光の強度＋第二の直線偏光の強度｜
の式によって定義される。
【００３３】
偏光比は、互いに直交する電場の振動面を有する第一の直線偏光及び第二の直線偏光について、
偏光比＝｜第一の直線偏光の強度／第二の直線偏光の強度｜（又は｜第二の直線偏光の強度／第一の直線偏光の強度｜）
の式によって定義される。
【００３４】
条件判定デバイス１０２において、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域が抽出される。空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域は、空及び路面からの偏光の画像における鉛直方向において、互いに反対の方向に存在する傾向がある。すなわち、空及び路面からの偏光の画像における鉛直方向の末端に空の画像領域及び路面の画像領域の一方が存在する傾向がある。空及び路面からの偏光の画像における鉛直方向の両方の末端における画像領域を自動的に選択することによって、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域は、自動的に抽出される。
【００３５】
条件判定デバイス１０２において、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域についての差分偏光度及び空及び路面からの偏光の画像における路面の画像領域についての差分偏光度を算出する。あるいは、条件判定デバイス１０２においては、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域についての偏光比及び空及び路面からの偏光の画像における路面の画像領域についての偏光比を算出する。
【００３６】
条件判定デバイス１０２において、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は空の画像領域及び路面の画像領域について算出された偏光比に基づいて順光又は逆光の条件を判定する。
【００３７】
順光の場合には、空の画像領域について算出された差分偏光度及び路面の画像領域について算出された差分偏光度の間における差は、小さい値である傾向がある。一方、逆光の場合には、空の画像領域について算出された差分偏光度及び路面の画像領域について算出された差分偏光度の間における差は、大きい値である傾向がある。このため、｜空の画像領域について算出された差分偏光度−路面の画像領域について算出された差分偏光度｜の値が、所定の閾値未満である場合には、順光の条件であると判定される。一方、｜空の画像領域について算出された差分偏光度−路面の画像領域について算出された差分偏光度｜の値が、所定の閾値以上である場合には、逆光の条件であると判定される。
【００３８】
同様に、順光の場合には、空の画像領域について算出された偏光比及び路面の画像領域について算出された偏光比の間における差は、小さい値である傾向がある。一方、逆光の場合には、空の画像領域について算出された偏光比及び路面の画像領域について算出された偏光比の間における差は、大きい値である傾向がある。このため、｜空の画像領域について算出された偏光比−路面の画像領域について算出された偏光比｜の値が、所定の閾値未満である場合には、順光の条件であると判定される。一方、｜空の画像領域について算出された偏光比−路面の画像領域について算出された偏光比｜の値が、所定の閾値以上である場合には、逆光の条件であると判定される。
【００３９】
なお、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は空の画像領域及び路面の画像領域について算出された偏光比の両方に基づいて順光又は逆光の条件を判定することも可能である。
【００４０】
条件変更デバイス１０３は、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体の像を取得する条件を変更するデバイスである。条件変更デバイス１０３としては、例えば、偏光画像取得デバイス１０１又は偏光画像取得デバイス２００の構成要素の状態を変更するデバイスが挙げられる。例えば、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体から像取得装置１００へ入射する光の量（像取得装置１００によって取得される像の明るさ）を制御するデバイス、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて像取得装置１００において物体の像を取得する時間を制御するデバイス、及び、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体から像取得装置１００へ入射する偏光を制御するデバイスが挙げられる。
【００４１】
順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体から像取得装置１００へ入射する光の量（像取得装置１００によって取得される像の明るさ）を制御するデバイスとしては、例えば、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて偏光画像取得デバイス２００に含まれる可変絞り２０３の開口の大きさを変化させるアクチュエーターが挙げられる。例えば、順光の条件の判定の結果が得られた場合には、物体の像の明るさが相対的に大きいため、偏光画像取得デバイス２００に含まれる可変絞り２０３の開口の大きさを減少させることがある。一方、逆光の条件の判定の結果が得られた場合には、物体の像の明るさが相対的に小さいため、偏光画像取得デバイス２００に含まれる可変絞り２０３の開口の大きさを増加させることがある。
【００４２】
順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて像取得装置１００において物体の像を取得する時間を制御するデバイスとしては、例えば、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて偏光画像取得デバイス２００に含まれるシャッター２０１の開閉のスピードを制御するアクチュエーターが挙げられる。例えば、順光の条件の判定の結果が得られた場合には、物体の像の明るさが相対的に大きいため、偏光画像取得デバイス２００に含まれるシャッター２０１の開閉のスピードを増加させることがある。一方、逆光の条件の判定の結果が得られた場合には、物体の像の明るさが相対的に小さいため、偏光画像取得デバイス２００に含まれるシャッター２０１の開閉のスピードを減少させることがある。
【００４３】
順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体から像取得装置１００へ入射する偏光を制御するデバイスとしては、例えば、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて偏光画像取得デバイス２００に含まれる偏光フィルター２０２を回転又は移動させるアクチュエーターが挙げられる。例えば、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて、物体の偏光の像を取得するために、偏光画像取得デバイス２００に含まれる偏光フィルター２０２を光学系２０４の光路に挿入すると共に回転させることがある。また、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて、物体の無偏光の像を取得するために、偏光画像取得デバイス２００に含まれる偏光フィルター２０２を光学系２０４の光路から取り除くことがある。
【００４４】
図１に示す像取得装置１００においては、偏光画像取得デバイス１０１は、少なくとも空及び路面から像取得装置１００に入射する光を偏光に変換すると共に少なくとも空及び路面からの偏光の画像を光学的に形成する。偏光画像取得デバイス１０１において、光学的に形成された空及び路面からの偏光の画像は、デジタル画像に変換される。デジタル画像に変換された空及び路面からの偏光の画像の信号は、条件判定デバイス１０２に送信される。条件判定デバイス１０２は、空及び路面からの偏光の画像の信号を受信すると共に、空及び路面からの偏光の画像の信号から空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度又は偏光比を算出する。そして、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は偏光比に基づいて、物体の像を取得する像取得装置１００の条件が、順光の条件であるか又は逆光の条件であるかを判定する。条件判定デバイス１０２は、順光又は逆光の条件の判定の結果の信号を条件変更デバイス１０３へ送信する。条件変更デバイス１０３は、順光又は逆光の条件の判定の信号を受信すると共に、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて、偏光画像取得デバイス１０１における物体の像を取得する条件を適宜変更する。次に、偏光画像取得デバイス２００における偏光フィルター２０２を偏光画像取得デバイス２００における光学系２０４の光路から取り除くことなどの手段によって、像取得装置１００に含まれる偏光画像取得デバイス１０１によって物体の像を取得する。
【００４５】
このように、本発明の第一の実施形態によれば、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は偏光比に基づいて順光又は逆光の条件を判定するため、順光又は逆光の条件をより正確に判定することが可能になる。そのため、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する装置（像取得装置）１００を提供することが可能になる。
【００４６】
図１に示す物体の像を取得する装置（像取得装置）１００において、好ましくは、物体の像を取得する装置（像取得装置）１００は、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域を指定するデバイス（領域指定デバイス）１０４をさらに含む。
【００４７】
領域指定デバイス１０４は、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域を指定するデバイスである。領域指定デバイス１０４としては、例えば、空及び路面からの偏光の画像を表示する表示デバイス及び偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域の位置を入力することが可能な入力デバイスの組み合わせが挙げられる。
【００４８】
図１に示す像取得装置１００において、領域表示デバイス１０４は、例えば、偏光画像取得デバイス１０１から送信された空及び路面からの偏光の画像の信号を受信すると共に、領域表示デバイス１０４に含まれる表示デバイスに偏光の画像を表示する。また、像取得装置１００のユーザーは、領域表示デバイス１０４に含まれる入力デバイスを用いて、表示デバイスに表示された偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域を指定する。偏光の画像におけるユーザーによって指定された空の画像領域及び路面の画像領域に関する位置のデータの信号は、条件判定デバイス１０２へ送信される。条件判定デバイス１０２は、ユーザーによって指定された空の画像領域及び路面の画像領域に関する位置のデータの信号を受信すると共に、ユーザーによって指定された空の画像領域及び路面の画像領域に関する位置のデータを用いて、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度又は偏光比を算出する。
【００４９】
像取得装置１００が、領域指定デバイス１０４を含む場合には、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域をより正確に特定することが可能になる。これにより、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度又は偏光比をより正確に算出することが可能になる。そのため、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は偏光比に基づいて順光又は逆光の条件をより正確に判定することが可能になる。結果として、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する装置（像取得装置）１００を提供することが可能になる。
【００５０】
なお、空及び路面からの偏光の画像における複数の空の画像領域が抽出される場合には、上述したような空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域についての差分偏光度又は偏光比として、空及び路面からの偏光の画像において抽出された複数の空の画像領域についての差分偏光度又は偏光比の平均値を用いる。同様に、空及び路面からの偏光の画像における複数の路面の画像領域が抽出される場合には、上述したような空及び路面からの偏光の画像における路面の画像領域についての差分偏光度又は偏光比として、空及び路面からの偏光の画像において抽出された複数の路面の画像領域についての差分偏光度又は偏光比の平均値を用いる。
【００５１】
図３は、本発明の第二の実施形態に係る物体の像を取得する方法の例及び本発明の第三の実施形態に係るプログラムの例を示す図である。図４は、本発明の第二の実施形態に係る物体の像を取得する方法の例及び本発明の第三の実施形態に係るプログラムの例における空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域を指定することの例を示す図である。
【００５２】
図３に示す本発明の第二の実施形態に係る物体の像を取得する方法の例は、物体の像を取得する方法であって、少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得すること（ステップ３０１）、少なくとも空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出すること（ステップ３０３）、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定すること（ステップ３０４）、及び、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体の像を取得する条件を変更すること（ステップ３０５）を含む、物体の像を取得する方法である。
【００５３】
物体の像を取得する方法としては、例えば、車の進行方向における景色の像を取得することが挙げられる。車の進行方向における景色の像は、空の画像領域及び路面の画像領域を含むことがある。
【００５４】
図３に示す物体の像を取得する方法は、物体の像を取得する方法を開始した後物体の像を取得する方法を終了するまで、少なくともステップ３０１、ステップ３０３、ステップ３０４、ステップ３０５、及びステップ３０６を含む。図３に示す物体の像を取得する方法を、例えば、図１に示す像取得装置１００によって実施することが可能である。
【００５５】
ステップ３０１は、少なくとも空及び路面からの偏光の画像を取得する。少なくとも空及び路面からの偏光の画像は、光学的に取得される。ステップ３０１を、例えば、図１に示す像取得装置１００に含まれる偏光画像取得デバイス１０１又は図２に示す偏光画像取得デバイス２００によって実施することが可能である。偏光は、例えば、互いに直交する電場の振動面を有する直線偏光（第一の直線偏光及び第二の直線偏光）であることがある。また、ステップ３０１は、空及び路面からの無偏光の画像を取得することを含むことがある。空及び路面からの無偏光の画像は、光学的に取得されることがある。ステップ３０１において光学的に取得された空及び路面からの偏光の画像（及び光学的に空及び路面からの無偏光の画像）は、ディジタル信号へと電気的に変換される。
【００５６】
ステップ３０３は、少なくとも空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方を算出する。ステップ３０３を、例えば、図１に示す像取得装置１００に含まれる条件判定デバイス１０２によって実施することが可能である。
【００５７】
空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域は、空及び路面からの偏光の画像における鉛直方向において、互いに反対の方向に存在する傾向がある。すなわち、空及び路面からの偏光の画像における鉛直方向の両方の末端に空の画像領域及び路面の画像領域が存在する傾向がある。空及び路面からの偏光の画像における鉛直方向の両方の末端における画像領域を自動的に選択することによって、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域は、自動的に抽出される。
【００５８】
差分偏光度は、互いに直交する電場の振動面を有する第一の直線偏光及び第二の直線偏光について、
差分偏光度＝｜第一の直線偏光の強度−第二の直線偏光の強度｜／｜第一の直線偏光の強度＋第二の直線偏光の強度｜
の式によって定義される。
【００５９】
偏光比は、互いに直交する電場の振動面を有する第一の直線偏光及び第二の直線偏光について、
偏光比＝｜第一の直線偏光の強度／第二の直線偏光の強度｜（又は｜第二の直線偏光の強度／第一の直線偏光の強度｜）
の式によって定義される。
【００６０】
ステップ３０３において、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域についての差分偏光度及び空及び路面からの偏光の画像における路面の画像領域についての差分偏光度を算出する。あるいは、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域についての偏光比及び空及び路面からの偏光の画像における路面の画像領域についての偏光比を算出する。
【００６１】
ステップ３０４は、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度及び偏光比の少なくとも一方に基づいて順光又は逆光の条件を判定する。すなわち、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は空の画像領域及び路面の画像領域について算出された偏光比に基づいて順光又は逆光の条件を判定する。
【００６２】
順光の場合には、空の画像領域について算出された差分偏光度及び路面の画像領域について算出された差分偏光度の間における差は、小さい値である傾向がある。一方、逆光の場合には、空の画像領域について算出された差分偏光度及び路面の画像領域について算出された差分偏光度の間における差は、大きい値である傾向がある。このため、｜空の画像領域について算出された差分偏光度−路面の画像領域について算出された差分偏光度｜の値が、所定の閾値未満である場合には、順光の条件であると判定される。一方、｜空の画像領域について算出された差分偏光度−路面の画像領域について算出された差分偏光度｜の値が、所定の閾値以上である場合には、逆光の条件であると判定される。
【００６３】
同様に、順光の場合には、空の画像領域について算出された偏光比及び路面の画像領域について算出された偏光比の間における差は、小さい値である傾向がある。一方、逆光の場合には、空の画像領域について算出された偏光比及び路面の画像領域について算出された偏光比の間における差は、大きい値である傾向がある。このため、｜空の画像領域について算出された偏光比−路面の画像領域について算出された偏光比｜の値が、所定の閾値未満である場合には、順光の条件であると判定される。一方、｜空の画像領域について算出された偏光比−路面の画像領域について算出された偏光比｜の値が、所定の閾値以上である場合には、逆光の条件であると判定される。
【００６４】
なお、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は空の画像領域及び路面の画像領域について算出された偏光比の両方に基づいて順光又は逆光の条件を判定することも可能である。
【００６５】
ステップ３０５は、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体の像を取得する条件を変更する。ステップ３０５を、例えば、図１に示す像取得装置１００に含まれる条件変更デバイス１０３によって実施することが可能である。ステップ３０５としては、例えば、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体からの光の量（像の明るさ）を制御すること、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体の像を取得する時間を制御すること、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体からの偏光を制御することが挙げられる。
【００６６】
順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体からの光の量（像の明るさ）を制御することについては、例えば、順光の条件の判定の結果が得られた場合には、物体の像の明るさが相対的に大きいため、物体からの光の量（像の明るさ）を減少させることがある。また、例えば、逆光の条件の判定の結果が得られた場合には、物体の像の明るさが相対的に小さいため、物体からの光の量（像の明るさ）を増加させることがある。
【００６７】
順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体の像を取得する時間を制御することについては、例えば、順光の条件の判定の結果が得られた場合には、物体の像の明るさが相対的に大きいため、物体の像を取得する時間を減少させる（物体の像を取得するスピードを増加させる）ことがある。また、例えば、逆光の条件の判定の結果が得られた場合には、物体の像の明るさが相対的に小さいため、物体の像を取得する時間を増加させる（物体の像を取得するスピードを減少させる）ことがある。
【００６８】
順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体からの偏光を制御することについては、順光又は逆光の条件の判定の結果に応じて物体の無偏光の像を取得する又は物体の偏光の像を取得することを切り替えることが挙げられる。
【００６９】
ステップ３０６において、物体の像を取得する。ステップ３０６における物体の像を取得することは、物体の無偏光の像を取得すること、及び／又は、物体の偏光の像を取得することを含む。ステップ３０６を、例えば、例えば、図１に示す像取得装置１００に含まれる偏光画像取得デバイス１０１又は図２に示す偏光画像取得デバイス２００によって実施することが可能である。
【００７０】
このように、本発明の第二の実施形態によれば、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は偏光比に基づいて順光又は逆光の条件を判定するため、順光又は逆光の条件をより正確に判定することが可能になる。そのため、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法を提供することが可能になる。
【００７１】
本発明の第二の実施形態に係る物体の像を取得する方法において、好ましくは、物体の像を取得する方法は、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域を指定すること（ステップ３０２）をさらに含む。
【００７２】
ステップ３０２は、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域を指定する。ステップ３０２は、例えば、空及び路面からの偏光の画像を表示すること、及び、偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域の位置を入力することを含むことがある。偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域の位置は、ユーザーによって入力されることがある。ステップ３０２を、例えば、図１に示す像取得装置１００に含まれる領域指定デバイス１０４によって実施することが可能である。
【００７３】
図４は、空及び路面からの偏光の画像４００における複数の空の画像領域４０１及び複数の路面の画像領域４０２を指定することの例を示す。図４に示す空及び路面からの偏光の画像４００においては、複数の空の画像領域４０１及び複数の路面の画像領域４０２がユーザーによって又は自動的に指定される。図４に示されるように、空の画像領域４０１及び路面の画像領域４０２の各々は、空及び路面からの偏光の画像４００における鉛直方向の一方の末端に指定される傾向がある。
【００７４】
物体の像を取得する方法が、ステップ３０２を含む場合には、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域をより正確に特定することが可能になる。これにより、ステップ３０３において、空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域及び路面の画像領域についての差分偏光度又は偏光比をより正確に算出することが可能になる。そのため、ステップ３０４において、空の画像領域及び路面の画像領域について算出された差分偏光度又は偏光比に基づいて順光又は逆光の条件をより正確に判定することが可能になる。結果として、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法を提供することが可能になる。
【００７５】
なお、空及び路面からの偏光の画像における複数の空の画像領域が抽出される場合には、上述したような空及び路面からの偏光の画像における空の画像領域についての差分偏光度又は偏光比として、空及び路面からの偏光の画像において抽出された複数の空の画像領域についての差分偏光度又は偏光比の平均値を用いる。同様に、空及び路面からの偏光の画像における複数の路面の画像領域が抽出される場合には、上述したような空及び路面からの偏光の画像における路面の画像領域についての差分偏光度又は偏光比として、空及び路面からの偏光の画像において抽出された複数の路面の画像領域についての差分偏光度又は偏光比の平均値を用いる。
【００７６】
図３に示す本発明の第三の実施形態に係るプログラムの例は、本発明の第二の実施形態に係る物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラムである。
【００７７】
本発明の第三の実施形態によれば、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラムを提供することが可能になる。
【００７８】
図５は、本発明の第四の実施形態に係る記録媒体の例を示す図である。
【００７９】
図５に示す本発明の第四の実施形態に係る記録媒体の例は、本発明の第三の実施形態に係るプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体５０１である。コンピューター読み取り可能な記録媒体５０１としては、例えば、光ディスクのような光記録媒体又は磁気ディスクのような磁気記録媒体などが挙げられる。
【００８０】
本発明の第四の実施形態によれば、順光又は逆光の条件に応じて物体の像を取得する条件をより適切に変更することが可能な物体の像を取得する方法をコンピューターに実行させるプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体５０１を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００８１】
１００    像取得装置
１０１    偏光画像取得デバイス
１０２    条件判定デバイス
１０３    条件変更デバイス
１０４    領域指定デバイス
２００    偏光画像取得デバイス
２０１    シャッター
２０２    偏光フィルター
２０３    可変絞り
２０４    光学系
２０５    撮像素子
４００    空及び路面からの偏光の画像
４０１    空の画像領域
４０２    路面の画像領域
５０１    コンピューター読み取り可能な記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開２００２−３１０８９６号公報
【図１】
0005668535.tif 000002
【図２】
0005668535.tif 000003
【図３】
0005668535.tif 000004
【図４】
0005668535.tif 000005
【図５】
0005668535.tif 000006